ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ
И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ
Кафедра общей химии
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
по дисциплине Физическая и коллоидная химия
Факультет: фармацевтический Курс: второй
Форма обучения: очная
Термодинамика
Термодинамическая система - определение понятию, виды. Экстенсивные и интенсивные термодинамические параметры.
Функция состояния, термодинамически равновесное состояние, термодинамический процесс: определение понятий.
Внутренняя энергия. Факторы, влияющие на запас внутренней энергии в системе. Характеристика внутренней энергии как термодинамического параметра. Связь внутренней энергии системы с тепловым эффектом процесса.
I закон термодинамики. Выражения I начала термодинамики для изобарного, изохорного, изотермического и адиабатического процессов.
Связь энтальпии с внутренней энергией. Факторы, влияющие на запас энтальпии в системе. Характеристика энтальпии как термодинамического параметра. Связь энтальпии системы с тепловым эффектом процесса.
Тепловой эффект химической реакции - определение понятию. Тепловой эффект в изохорных и изобарных условиях. Уравнение, связывающее тепловой эффект при постоянном объеме и при постоянном давлении. Условия, при которых они одинаковы.
Формулировка закона Гесса. Стандартная теплота образования - определение понятию. Привести уравнение химической реакции, тепловой эффект которой равен теплоте образования Na2CO3. Следствие закона Гесса для расчета теплового эффекта химической реакции по теплотам образования участников реакции.
Закон Кирхгофа: словесная формулировка и математическое выражение в дифференциальной и интегральной формах для изохорного и изобарного процессов. Практическое использование закона Кирхгофа.
Теплоемкость - определение понятию. Средняя и истинная теплоемкости. Удельная и молярная теплоемкости. Единицы измерения. Факторы, влияющие на величину теплоемкости. Изохорная и изобарная теплоемкости. Способ расчета изменения теплоемкости системы в химической реакции.
Самопроизвольные процессы - определение понятию. Характерные признаки самопроизвольных процессов. Словесные формулировки II закона термодинамики. Математические формулировки II закона термодинамики.
Общая характеристика устройства и работы тепловой машины Карно. Уравнение для расчета коэффициента полезного действия идеальной тепловой машины ().
Понятие энтропии. Свойства энтропии. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах в изолированной и неизолированной системе. Связь энтропии с термодинамической вероятностью состояния системы. Расчет изменения энтропии при фазовых переходах.
Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия - определение понятию. Принцип расчета абсолютной энтропии вещества при температуре Тх при условии, что до Тх происходит плавление и кипение вещества. Расчет изменения энтропии химической реакции по значениям стандартных энтропий участников реакции.
Характеристические функции: определение понятию. Основные характеристические функции. Уравнения, связывающие G, H и G, F. Уравнение Гиббса-Гельмгольца для изохорного и изобарного процессов. Практическое использование уравнения.
Энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал). Свойства энергии Гиббса как термодинамического параметра. Способы расчета ΔG в различных процессах. Энергия Гиббса как критерий направленности и предела самопроизвольного процесса в закрытых системах при T = const и р = сonst.
Энергия Гиббса как критерий направленности химической реакции. Стандартная энергия Гиббса образования. Расчет G реакции: по стандартным изобарным потенциалам образования участников химической реакции, по тепловому эффекту химической реакции, по величине ЭДС гальванического элемента.
Термодинамическое равновесие - определение понятию. Термодинамическая функция, используемая как критерий равновесия в изолированной системе. Термодинамическая функция, используемая как критерий равновесия в закрытой системе при р = const и T = const.
Растворы
Закон Рауля для разбавленных растворов нелетучих веществ. Зависимость от температуры давления насыщенного пара над раствором и чистым растворителем.
Определение понятию "коллигативные свойства". Криоскопический, эбулиоскопический эффект и осмос в растворах электролитов и неэлектролитов. Определение изотонического коэффициента путем измерения понижения температуры замерзания раствора по отношению к температуре замерзания растворител.
Определение явлению криоскопического эффекта. Уравнение, отражающее этот эффект в растворах неэлектролитов и слабых электролитов. Проиллюстрировать криоскопический эффект на графике зависимости давления насыщенного пара от температуры для растворителя и раствора.
Определение молярной массы вещества криометрически. Явление, лежащее в основе метода. Особенности метода Раста.
Криометрическое определения степени диссоциации. Физическое явление, лежащее в основе метода. Уравнение для расчета степени диссоциации при кондуктометрическом определении, экспериментально определяемая величина.
Эбулиоскопическая постоянная. Физический смысл и факторы, влияющие на величину Кэб. Уравнение для расчета Кэб по повышению температуры кипения раствора и по величине удельной теплоты испарения растворителя.
Осмотическое давление, закон Вант-Гоффа. Осмотическая концентрация (осмомоляльность). Уравнение для расчета осмотического давления по результатам криометрии. Практическое значение метода.
Фазовые равновесия
Правило фаз Гиббса. Число степеней свободы - определение понятию. Привести диаграмму плавкости для системы с одной эвтектикой. Подсчитать число степеней свободы для системы, характеризуемой фигуративной точкой, лежащей в гетерогенном поле расплава и кристаллов.
Диаграмма состояния однокомпонентной системы. Вид уравнения правила фаз Гиббса для описания однокомпонентной системы, на которую из внешних факторов влияют два: р и Т. Общий вид диаграммы состояния воды.
Тип системы с ограниченной взаимной растворимостью, изображенной на рисунке. Пример системы такого типа. Правило Алексеева. Что общего и чем отличаются системы, заданные фигуративными точками "а" и "в" ?
Правило рычага. Практическое использование правила. Привести диаграмму системы с ограниченной взаимной растворимости с верхней критической температурой растворения. Проиллюстрировать, используя диаграмму, правило рычага.
Закон Рауля. Свойства растворов, подчиняющихся закону Рауля. Диаграмма зависимости общего и парциальных давлений насыщенного пара от состава для идеальных смесей.
Свойства растворов с положительным отклонением от закона Рауля. Диаграмма зависимости общего и парциальных давлений насыщенного пара от состава при положительном отклонении от закона Рауля. Диаграммы кипения для растворов с небольшим положительным отклонением от закона Рауля в координатах р - состав и t – состав.
Диаграмма зависимости общего и парциальных давлений насыщенного пара от состава при небольшом отрицательном отклонении от закона Рауля. Диаграммы состояния для растворов с небольшим отрицательным отклонением от закона Рауля в координатах р - состав и t – состав. Свойства растворов с отрицательным отклонением от закона Рауля
Формулировка I закона Коновалова. Привести диаграмму кипения в координатах t - состав для растворов с небольшим положительным отклонением от закона Рауля и проиллюстрировать на ней выполнение I закона Коновалова.
II закон Коновалова. Диаграммы кипения для растворов с точкой min на кривой общего давления в координатах р - состав и t - состав: общий вид диаграмм, обозначение линий. Азеотропная точка. Азеотропные смеси, их свойства.
Дистилляция (перегонка) - определение методу. Закономерность, лежащая в основе метода. Разновидности дистилляции. Конечный результат дистилляции бинарных смесей с небольшим отклонением от закона Рауля в оптимальных условиях.
Перегонка, основная закономерность. Виды перегонок. Оптимальные условия проведения процесса перегонки. Конечный результат дистилляции бинарных жидких смесей произвольного состава, компоненты которых образуют азеотроп.
Взаимно нерастворимые жидкости. Диаграмма зависимости общего и парциальных давлений насыщенного пара от состава смеси. Свойства систем с полной взаимной нерастворимостью компонентов.
Перегонка с водяным паром. Назначение метода, закономерности, используемые в методе. Расходный коэффициент пара. Уравнение для расчета массы вещества, перегоняемого с водяным паром.
Закон распределения. Условия выполнения закона. Обобщенный вид уравнения закона распределения в случае полной диссоциации или ассоциации (уравнения Шилова и Лепинь). Области использования закона распределения.
Диаграмма плавкости для систем с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и взаимной нерастворимостью в твердом состоянии. Особенности кристаллизации чистых компонентов и смесей произвольного состава, отличных от состава эвтектических смесей. Особенности кристаллизации смесей эвтектического состава
Диаграмма плавкости для систем с одной эвтектикой: общий вид, обозначения. Эвтектическая точка. Эвтектическая смесь, эвтектическая температура. Свойства эвтектических смесей. Особенности кристаллизации эвтектических смесей. Эвтектические смеси в фармации.
Диаграмма плавкости для систем с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях (для изоморфных смесей). Особенности кристаллизации изоморфных смесей. Для смеси любого состава приведите кривую охлаждения и укажите на ней точки начала и конца кристаллизации.